(二)主桥拱肋的施工
本桥中跨共有两片拱肋,每片拱肋分为15段,每段长约20米,最
重一段为85吨。两片拱肋间设有13道风撑。拱肋由工厂加工,由船运至桥位处,采用缆索吊机起吊安装后临时定位。K形风撑由工厂加工,由船运至桥位处,采用缆索吊机起吊安装后和拱肋拼装固定。分段拱肋的拼装完成后应及时拼装K形风撑或临时风撑。
1、缆索吊机的设计
(1)缆索吊机方案的选定
本标段的280m跨中承式钢管砼系杆拱桥桥下为东莞水道,主河道航运繁忙,严禁设临时支墩,根据本桥现场施工条件,决定采用设计推荐的缆索吊机施工方案。为节约施工费用,在主桥桥位处设置一付横移式缆索吊机。由于边跨拱肋需先于中跨拱肋施工,考虑到利用边跨现浇梁的基础,致使主索跨度增大至440米,缆索吊机均采用两组主索,四个跑车,二抬一的形式吊装拱肋。此种缆索吊机可以方便地调整拱肋两端标高,有利于拱肋对位拼装。当主桥施工完成1幅桥的拱肋后,将缆索吊机的索鞍、主索、起重索、牵引索横移到另1幅桥缆索吊的塔架上进行施工。
440m跨缆索吊机的主要设计技术参数如下:
主索跨度:440m
设计荷重:95t
主索形式:2组各6φ56钢丝绳
设计最大挠度:38.2 m
主索塔高:主塔102 m
缆索吊机的设计图见《五环路(西环段)东莞水道特大桥主桥缆索吊机索塔方案图》和《五环路(西环段)东莞水道特大桥缆索吊机立面布置图》。
(2)缆索吊机的构造:
①缆索吊机的塔架
a.塔架设计
《五环路(西环段)东莞水道特大桥主桥缆索吊机索塔方案图》
《五环路(西环段)东莞水道特大桥缆索吊机立面布置图》。
主桥的缆索吊机塔架均为门式塔架,塔架采用万能杆件和部分加工件组拼而成。
立柱为4柱,每柱为4根N1, 塔架底部尺寸为2m×4m,塔架顶部尺寸为2m×2m。塔架的简图见附图。在塔身设4道横联。塔架顶设有I50工字钢和索鞍,工字钢固结于塔顶,索鞍与工字钢临时固定。塔架基础为钻孔桩基础,每个主塔下设有4根,两根采用既有桩基础,两根为临时施工桩基础,桩径1.2米,基础上设有预埋件预埋件与塔身固定。主塔塔架设有3道缆风绳,分前、后和侧缆风绳三种,缆风绳上端与塔架固结,下端与地锚相连。
b.设计验算
缆索吊后锚地拢最大受力:水平方向(单根桩)66.6t,竖向56.6t;根据地质情况,土的内摩擦角取25°,土的容重取19.5Kn/m3。
经计算,桩前土的侧压力为55.5Kn/m2〈[σ]=160.5 Kn/m2,桩周土的摩擦系数取70 Kn/m2 ,桩的抗拔力为263.7t〉56.6t,安全系数K=4.7。
②主索
每套缆索吊机的主索分为2组,每组由3根钢丝绳绕成6根主索,主索的双头通过地垄的平衡轮,两单头卡于对岸的地垄上。
每组主索地垄采用4根桩径φ1.2m钢筋砼桩锚,2根为增设桩(桩长L=8.0m),2根为现浇梁桥墩基础桩。
主索的索鞍采用4排六轮式,索鞍的弯曲半径应大于2.0m,各索轮能转动,索鞍固定于塔架顶。
主索跑车采用4排6轮式,每付吊机需要4个跑车。每组主索安装两个跑车,跑车间距为20m,跑车间采用φ28的钢丝绳连接。
③牵引索、起重索和扣索
牵引索采用两岸对牵式,φ28钢丝绳走2线,8吨卷扬机牵引;起重索采用φ21.5的钢丝绳,走12线,5吨卷扬机牵引。
扣索采用预应力钢绞线4-φ15.2的形式,通过连接件与拱肋连接。扣索通过主索塔架上的索鞍后,锚固于已施工完成的桥墩承台(承台上设有预埋件)上。
2、缆索吊机的安装
(1)塔架的安装
塔架安装前,应将塔架基础找平,标明塔架立柱的精确位置,拼装塔架杆件。塔架杆件采用卷扬机和钢管做的扒杆逐件拼装,当塔架拼装到一定高度后,挂设缆风绳,塔架拼装到设计高度后,在塔架顶部安装I50的工字钢分配梁和索鞍。
(2)索道安装
①主索的安装
塔架缆风绳挂设完成并适当收紧后,架设一条临时工作索。主索安装时,先以一单头穿过平衡轮与临时工作索连接,用对岸5吨卷扬机牵引临时工作索,牵到对岸后,锚固在地垄上,如此牵引另一单头到对岸锚固。主索架设完成后,调整各索的垂度到设计要求范围内,然后吊装天车。
②牵引索的安装
安装时,先将一岸的牵引索与小车安装好,对岸的牵引索通过临时索牵引到跑车位置并与跑车连接。
③起重索的安装
安装时先将φ11的钢丝绳穿好并与起重索的活头连接,以5吨卷扬机收线,将起重索的活头带入并通过跑车,跨过对岸塔架后,进入对岸卷扬机。
④试吊
缆索吊机在使用前必须试运行,检查塔架各位置的垂直度并检查卷扬机运行情况,试吊程序为第一次试吊以最大构件重量的80%,第二次以最大构件重量的90%,第三次以最大构件重量的100%。之后每次按最大构件重量的5%递增直到130%为止,观测各部位的变化、受力情况,当一切情况良好时,才能正式使用缆索吊。
⑤扣索的安装
第一段拱肋起吊就位后,用临时索牵引扣索到拱肋的相应位置,人工将扣索和拱肋上的扣点连接,用扣索千斤顶调整拱肋的标高到设计位置。
3、缆索吊机的横移
当各施工完成一幅桥后,即可横移缆索吊机。横移前,首先在另一幅桥塔架上铺设滑道,滑道采用I56的工字钢,工字钢要求平顺。在塔架的上部设10吨倒链,将倒链与索鞍临时固定。将主索、牵引索、起重索的锚固端用索夹临时固定在锚固地垄的预埋件上,放松主索、牵引索、起重索使临时固定钢丝绳受力,解除索鞍与滑道的临时联结,慢慢收紧10吨紧倒链并放松主索、牵引索、起重索使临时固定钢丝绳,到一定位置后,再将主索、牵引索、起重索锚固在临时预埋件上,调整临时固定钢丝绳。然后重复上述操作,将缆索移到另一幅桥塔架的设计位置上,重新调整主索的挠度至设计范围内,经试吊后,投入使用。
4、钢管拱肋的加工
主桥钢管拱肋为等截面钢管砼拱形空间桁架结构,上下弦杆均为2根直径为φ1000×16mm钢管,上下弦两根并列钢管间用12毫米的缀板连接,腹管直径为φ500×12mm的钢管。
拱肋分段在厂内预制,在工厂组装试拼合格后,再分段运到主桥现场安装。
(1)钢管拱肋的制作
钢管制作的工艺流程是:管段排版图→制样→下料→切割→边缘加工→卷管→焊接(纵缝、并超声检测)→矫圆→拼接(接长、焊接对接环缝)→超声检测及X射线拍片→热弯→组装(焊成分段桁架,超声检测必要时X射线拍片)→试拼(整体试拼装、含风撑)→涂装(含弦管、腹管、缀板和腹板)→起吊装船→运输到位。
①钢材下料及坡口加工
首先,在计算机上放出拱肋的大样图,根据拱肋的分段长度、钢板宽度以及卷扳机的最大卷制长度,确定下料宽度,板的下料均采用半自动切割机,下料前,采用350T油压机矫正钢板的变形。切割处用砂轮角磨机除掉氧化皮,使其光洁平整,然后根据埋弧自动焊接头型式和尺寸,在板料四周边用刨边机加工坡口。
②拱肋的卷制
施工中,拟采用W11-16X2000A型卷扳机,卷板时,应先进行预弯,即将板材两端边缘先预弯到符合要求的曲率半径,然后把预弯好的板料送入卷扳机,并把板的边缘对中下轴辊的槽子,接着上轴辊下压,经多次滚弯直到达到设计的曲率。
③拱肋的焊接
拱肋分段卷制完成后,将钢板电焊固定,用吊车吊到打底焊胎上,先采用渗透力强的CO2气保焊打底焊,为保证焊接质量,采用焊剂衬垫结构。分段拱肋焊接完成后,应对焊缝处进行矫圆。然后,将分段拱肋组焊成一段吊装拱肋,为防止焊接变形,焊接前应用夹板将分段拱肋临时固定。焊接时,由中心向两边施焊,每道焊缝尽量保证逆向对称施焊。单根钢管焊接完成后,应对钢管进行无损探伤检验合格后,将两根钢管竖放在台座上,按照设计尺寸调整好位置后,焊接钢管间的缀板,将两根钢管焊接成哑铃形,检验合格后,将哑铃形钢管进行煨弯(详见煨弯工艺),当上下哑铃形钢管煨弯成形后,将上下哑铃形钢管固定在焊接台座上,焊接腹管。
④钢管煨弯
钢管煨弯采用红外线陶瓷电加热技术。
a.根据所要煨弯钢管的拱度资料,调整好各定型托架,然后将直钢管吊运至弯管胎座上正确就位,安装好各反力架和千斤顶。利用两端千斤顶将钢管调整至水平。
b.加热程序:钢管的煨弯顺序为从管中向管端逐个环带进行。先从管中往一端煨弯,完成后再将加热箱移至另一侧,从管中往另一端煨弯。
c.压弯时机的掌握及压弯量的控制:加热后,钢材的温度由原有值逐渐升高,钢材的塑性变形增大;然而在250℃左右,钢材反而会变脆,应注意不要在此温度下进行加工,以防钢材发生裂纹。
d.钢管煨弯完成后的检验:钢管在胎座上自然冷却后。应对钢管进行裂纹、壁厚、失圆度和鼓包等质量检验,并用适当方法检查钢管的线型。线型偏差在允许范围内的钢管可转入拼装平台进行拼装,通过专门的工装将钢管调整至完全与大样吻合。此时钢管会出现少量的内应力。作为一种热处理措施,还可用这种控温性能良好的电脑控温红外线陶瓷电加热设备对钢管的特定位置进行加热处理,能达到有效消除应力的目的。
拱肋加工过程中应注意事项:
a.待施工现场安装合拢后,焊接、安装各吊装段接头及相应钢件,焊缝经超声检测合格后进行第一次补充涂装;拱肋浇完管、板内砼后对浇注口、气孔、及保留扣索处进行第二次补充涂装。
b.除施工设计图上的有关钢件外,施工需要的预留浇注口、气孔、临时焊接钢件。在编制实施性施工组织设计时预以确定,在钢管制作时预以预留。
c.弦管、腹管、风撑的纵缝、对接环缝要求采用自动焊、全溶透;腹板的对接横缝为全溶透焊,有条件时采用自动焊;腹板与弦管、腹管与弦管、风撑弦管之间及风撑短管与所有焊缝要100%进行超声检测,对T型焊缝及超声探认为有疑问之处,应以X射线拍片,拍片数量控制在20%左右,焊缝质量须达到一级焊缝要求(弦管)和二级焊缝要求(腹管、腹板),不准采用交叉焊缝。
d.不同的自动焊与不同条件(工厂内、工地现场)的手工焊,应区分不同情况、条件进行焊接工艺评定并根据评定报告确定焊缝工艺。焊接工艺评定按《建筑钢结构焊接规程》JGJ81—91进行。
钢件的热弯,应先做出热弯工艺评定后再予实施。原则上要求较均匀的加温至略高于再结晶温度进行热弯,基本上消除焊接应力及因焊接、卷管产生的硬化、脆性。钢管桁架的验收,除本设计有规定的之外,按《钢结构工程施工及验收规范》和《铁路钢桥制造规范》进行(到二者中较严的)。
e.组装钢桁架节段时,应进行组工艺设计,确保组装件尺寸准确、焊接质量有保证、减少焊接变形,符合《铁路钢桥制造规范》的要求。
卷管方向应与钢板压延方向一致,尽可能增长单件长度,减少对接焊缝。矫园后的短段,在拼接时宜将纵向焊缝错开50cm左右,并尽可能使纵焊缝处于腹板砼范围内。腹板的横焊缝与弦管的环缝不要处于同一截面,宜错开100cm以上。
f.在各吊装节段组拼焊接好并检查合格后,应将各节段仿照现场条件整体(合拢段除外)试装(含风撑)。定出吊装时所需观测点的位置,同时,在吊杆位置按预先放好的大样位置画线开孔。经检查验收后,在拼接口处设置定位螺栓或定位块后,拆开运往工地。
g.涂装(含除锈)层次、配方、厚度、工艺程序按《东莞五环路市政工程东莞水道特大桥技术要求》施工。热喷涂铝按GB/T9793—97进行。(包括补充涂装在内)。
起吊、装船、运输的吊点、支点位置应在下弦靠端部的节点处设置,注意在吊点支点处设置保护层。保护涂装防止意外变形。
拱肋合拢段在工厂组装、焊接、制造。安装时现场实际测量合拢口长度,按量得尺寸将多余预留段长度切去。
(2)钢管防腐方案
本桥设计钢结构必须进行除锈和涂装。
①除锈
本桥所有的钢结构内外表层均必须进行二次除锈处理:第一次是钢材进厂后在下料之前,要进行一次预处理—喷丸,此次除锈是清除钢材表面较深层位的锈蚀,使钢材表面具有足够的粗糙度,此次除锈是关键重要的除锈。喷丸以后,要及时涂装一道防锈底漆约20μm~50μm ,以防钢材再度锈蚀。喷丸是在喷丸机上进行。第二次是钢构件焊制成型后进行表面涂装之前,要进行一次外表面的除锈处—喷砂(内表面不进行)。喷砂是为了清除喷丸时未除净的锈蚀和施工造成之油渍以及预处理后的漆皮。
喷砂后要及时(不能超4小时)进行表面涂装。
②涂装:
拱肋的外表面在喷丸处理后4小时内,应喷涂锌、铝长效复合层。喷涂锌、铝长效复合层是要求比较高的电弧喷涂工艺,必须有熟练、实践经验丰富实践经验的专业技术人员操作,并且为完整成套的施工机械相配合。空压机氧气、乙炔、都有专人负责。锌、铝先经脱脂层,由熟练的技术人员往喷枪里输送。掌握空压机、氧气、乙炔的人员和输送锌、铝丝的人员,绝对听掌握火焰喷枪的人员指挥,相互有机配合,恰倒好处,不得有半点马虎,方能点火,点火时更要特别细心。点火成功后,将喷枪火焰调至适中,锌、铝丝进入喷枪的速度即均匀,又得掌握火候。先进行试喷,试喷成功后再往金属表面喷涂。喷枪的角度,距离严格控制,达到喷涂均匀,无漏喷,流痕现象。因为喷锌、铝有毒,对人身体损害极大,故施工人员必须戴好防毒面具。
金属喷涂后,由专人调配好封闭剂,进行涂刷封闭。涂刷必须均匀、严密。因凡是漆都有毒,施工人员要戴上口罩、手套、穿工作衣。
最后涂刷面漆:面漆是保护金属的最外一层,它直接受外界的腐蚀和侵蚀。施工人员要特别细心,严格控制材料配比,由专人调配,仓库由专人管理严加防火、防盗。仓库即刷漆场地不准携带火种,更不准吸烟。在桥上刷漆是施工人员要戴好安全帽,系好安全带。并由专人监护安全。涂刷面既要达到耐腐蚀作用,又要达到美化作用,所以必须严格要求漆膜厚度,如果一次涂刷过厚,反易引起粘、起皱、流痕等弊病。面漆涂完后,一定达到漆膜完整、色泽丰满、无脱落、流挂现象。
具体工艺流程如下:
喷涂防锈→金属喷涂(锌、铝)→封闭→面漆→验收
5、钢管拱肋安装
每幅桥的拱肋分为42个吊装单元进行安装,包括30个分段拱肋、12道K形风撑。运输段由工厂用传运至施工现场后,用缆索吊机将拱肋组拼装到位。钢管拱肋具体安装程序详见《五环路(西环段)东莞水道特大桥主桥拱肋拼装作业程序图》。
(1)第一段拱肋的拼装
吊装边段拱肋时,应对称吊装,先将边段拱肋起吊至拱位,安装拱肋定位销,安装扣索和缆风绳。然后通过调整好垂直度,系好扣索并收紧,使上端抬高10~15cm,收紧两侧缆风绳使拱肋水平居中,拆除主吊钩。一边的边拱肋吊装完成后,再吊装另一侧的边拱肋。
(2)中间段拱肋的吊装
中间段拱肋由缆索吊机吊到安装位置后,通过2台跑车上的起重
索调整拱肋的倾角,当倾角达到设计位置后,2台跑车上的起重索同时慢松起重索,通过已拼段拱肋端头的内导管的导向作用,将待拼段拱肋初步定位。安装挂索和缆风绳,通过缆风绳将拱肋水平定位,收紧
《五环路(西环段)东莞水道特大桥主桥拱肋拼装作业程序图》
挂索,调整拱肋的垂直位置,达到设计位置后,将法兰螺栓上紧,慢松起重索。如此循环吊装其它拱肋。
(3) K形风撑的安装
节段拱肋的拼装完成后,应尽快在相应位置拼装K形风撑,以加强拱肋的稳定性。
K形风撑的吊装需要2组主索4个跑车同时协调进行。缆索吊机将风撑起吊到指定位置后,慢松起重索,将风撑的下弦钢管放在支撑托盘上,用内导管进行初步定位,然后,调整起重跑车,通过内导管将风撑的上弦钢管定位。安装楔形调距钢板和法兰临时固定风撑。用调距钢板调整主拱肋中距后,焊接环行接头,塞焊接头短管上下槽口,焰切托盘以及法兰,打磨接头焊缝,使平整光滑后,包焊包板。如此吊装其他风撑。
(4)合拢段拱肋的安装
合拢段拱肋合拢时的设计温度为15+2℃,在现场接近15℃的条件下可实测合拢段长度,并对原合拢段长度作适当调整,这样处理后,可以保证拱肋在零应力状态下合拢,确保支座不发生纵向和横向位移。
吊装合拢后,接头处插入滑动内导管,然后在管外接头处焊接上法兰(法兰板与拼接板栓为一体装焊),装上螺栓,先栓后焊。焊接成拱后,焰切法兰,包焊瓦片,并补焊缺漏腹管。
(5)拱肋施工的线形控制
钢管砼拱肋线形控制
拱肋的施工精度控制贯穿于该型桥施工的全过程,分析其施工的整个过程,拱肋线形主要受加工精度、安装方法、温度、风荷载等因素的影响,因此,拱肋的施工控制过程是一个复杂和系统的过程,也是钢管砼拱桥施工的重点和难点。
①拱肋的加工控制
在拱肋的加工过程中,杆件的温度变形、焊接的收缩、划线的粗细等均将导致加工的误差,因此,应在开工前做充分的技术准备工作,如设计工装、编制工艺等,对拱筒的简体成型,运输单元的组装、焊接、涂装等制定详细的工艺要求和制作标准。
对于拱肋的加工质量,在工艺保证的同时,对拱肋的外型尺寸及焊接质量进行重点控制。
a.公差控制
拱肋加工过程中误差以及测量误差均将导致最终加工误差。因此应参阅相关规范制定各工序的交验公差。为确保竣工交验公差,在每工序完工时,设计、施工、工厂3方根据竣工交验公差及阶段实际情况共同拟定过程公差控制数据及方法以控制拱肋的外型尺寸。
b.焊接控制
拱肋由于其结构特点,一般采用手工电弧焊接,焊缝等级高,焊接工作量大。因此,成立专职的焊接工艺组,制定严格的焊接工艺,焊接完成后,按要求进行探伤检测。
②拱肋的预拼装控制
为检验拱段加工尺寸是否符合成桥拱轴精度要求,保证在现场的顺利拼装,在厂内对所有运输单元应进行1:1的预拼,如果场地不容许,也要进行1/2拱肋的分段预拼,通过预拼对不合适的部位进行修整,然后安装定位销、临时连接座和卡具,并对符合要求的拱段进行编号。
a.设置预拼平台
根据拱肋的预拼氏度设置砼预拼平台.平台浇筑时安装预埋件,用以安装支承胎架,每个运输单元用2个胎架,并在平台上设置控制坐标点。
b.拱肋预拼装
在平台的胎架上,对拱肋进行预拼装,接口调整好后安装卡具固定,同时在拱助管内组焊临时连接座和定位插销。对预拼好后的拱肋进行各项指标的检验,特别是各接口处上、下缘线的坐标值应符合工艺设计值,对不符合者,应进行校正。
c.确定拱肋吊杆孔位
依据预拼拱肋的实测值,并考虑焊接收缩、温度变形等因素,在拱肋上开设吊杆孔。
③拱肋的安装、轴线、合拢控制
a.拱脚的安装控制
拱脚是拱肋线形控制的基础,拱脚的施工应注意其几何尺寸位置及拱肋管的轴线尺寸、纵向仰角、横向垂直度,以确保拱肋安装的精度。另外,由于拱脚是与系杆粱、端横梁部分的砼一起施工,因此,在浇筑砼前,应将拱脚进行固定,以防在砼施工中移位。在浇筑砼时,由于该处钢筋密集,因此应制定详细的浇筑工艺,确保该处的砼质量。
④拱肋的轴线控制
拱肋的施工采用缆索吊扣索施工方法。在施工中,制定相应的具体控制措施。特别是对测量定位、焊接等方面进行控制。
a.根据桥位地形情况设置贯通的轴线控制点或布置一导线控制网,在拱肋安装的全过程进行轴线测量、监控。
b.拼装前,应根据拱肋的不同拼装方法,进行拱肋控制点的预拱度设置。牵索悬拼时,应根据各工况扣索的受力及变形设置预拱度。
c.测量时,应重视温差而引起的杆件长度变化和侧向变形,应尽量选择日出前或日落后温差最小时,或对拱肋进行洒水降温后,对其测量。
d.拱肋安装时设置竖向及横向微调装置进行精确对位,对位后应及时通过定位销和临时连接装置进行连接,然后施焊。
e.焊接时,制定合理的焊接工艺,严格控制焊接产生的侧向变形。
f.在拱肋拼装过程中,应考虑风荷载的影响,已安装的拱肋宜及时拉设缆风绳,防止拱肋的失稳,也防止风载对其轴线精度的影响。
⑤拱肋的合龙控制
合龙段的施工是拱肋拼装的最后一个环节,是拱肋线形控制的重点。在施工中应注意以下几点:
a.主拱合龙段的加工长度,应留有适当预留切割量,以防在拼装过程,由于焊接收缩而引起的长度变化。
b.合拢时,按照设计要求的合龙温度进行合龙,以防产生温度应力。
C.悬拼合拢时,采用临时锁定措施,以便于拱轴线调整。
⑥灌筑阶段拱肋侧向偏移控制
钢管拱肋灌筑砼阶段,由于砼处于流体状态,对钢管拱肋产生一种侧向的施体压力冲击钢管拱肋侧壁,使得钢管烘肋在此冲击荷载的作用下有一个侧向变位;同时该桥砼灌筑阶段钢管拱肋上、下游为不对称施工,有一定的横向偏位。
由于钢管拱肋横向稳定性能满足要求,不会出现面外失稳,同时横向偏移较少,因此灌筑砼时,对称设置多道侧向缆风(根据我们的施工经验,分别在L/8、2L/8、3L/8、L/2、5L/8、6L/8、7L/8等处设置其侧向缆风仍然采用钢管拱肋吊装时侧向稳定缆风,采用50kN导链收紧并在棍凝土灌筑阶段随时调整,以控制钢管拱肋的侧向偏移。
⑦边拱肋端部横梁支座处支座反力及主墩墩顶水平位移的控制
钢管砼拱在施工过程中,随着荷载的不断增加,主墩墩顶水平位移和边拱肋端横梁支座处支点相对应的反力将不断变化,主墩墩顶水平位移和支座反力的大小控制在设计允许的范围之内,将是保证拱轴线线形的一个重要因素。通过施工监测得到的支座反力的数值和主墩墩顶水平位移的大小,通过对比分析适当调整加载顺序和系杆强拉,将拱轴线线形固定在最佳位置。
6、拱肋内的砼压注施工
①配合比设计、主要施工机具设备和施工队伍
配合比设计:设计建议采用微膨胀或无收缩砼,具体施工配比,由试验室试验设计确定。
主要机具设备,砼输送泵4台,输送管500cm,脚手架4000m,爬梯400m。
施工队伍:由桥梁施工一队和桥梁施工二队密切配合进行施工。
②主要灌注方法和施工工艺
钢管砼采用微膨胀砼泵送一次到顶,砼采用预拌商品砼:灌注顺序按设计编号,从拱脚到拱顶两岸对称泵送灌注;严格控制泵送速度及泵送量,使两端砼进度差不大于1.5m,并对拱肋变形进行观察,沿拱肋设计排气孔,专人检查观测,拱顶设2m高的冒浆孔以排除浮浆:为确保万无一失,两岸各备用一台输送泵,灌注时间选在温度低的晚上灌注。
a.下缀板无腹板段每5m在平联上开设500mm灌注孔,砼泵送浇灌,捣固棒振捣,然后封闭;下缀板有腹板段不宜进入捣固,采用分仓泵送。每5m一个灌注孔和排气孔。
b.钢管砼施工:此工序是全桥的重点环节之一,施工以单管为单元纵向对称同时用两台输送泵灌注,在管端拱脚处开设灌注孔(用法兰与主管连接),砼顺管而上,拱顶设1.5m高φ200排浆孔,冒浆后结束,灌注时两端泵送的进度差不大于1.5m,灌注时要密切控制泵送量,并对拱肋的变形进行观察。
C.各管的灌注顺序是:左右下弦内侧管一左右下弦外侧管一左右上弦内侧管一左右上弦外侧管,后道工序须前面砼强度达到75%时才能进行。每管捣固孔仅设拱顶一个,沿管设附着式振捣器振捣,排气孔每5m设一个。正常施工时约3~4小时完成一根钢管砼压注。
③检查方法及施工注意事项:
a.钢管砼灌注时用小锤敲击检查钢管砼压注完成后,管是否饱满,用超波检测每根钢管的拱脚、L/4拱顶各2m的范围及压注过程中有疑问的部位,发现问题,钻孔压浆处理。
b.必须严格控制砼计量,掌握好砼坍落度,保证压注顺利。
c.在灌注过程中,须不断观察五大点的桥高,轴线和应力应变变化,如发现异常,及时调整加载速度和数量,确保均衡加载。
d.两岸同时加载,须加强通讯联系,统一组织高度。
e.高空施工作业须采取措施确保安全。
5、系杆的施工
(1)系杆的安装
系杆采用临时万能杆件栈桥的方法施工。首先在靠近拱肋根部的无水区拼装一段万能杆件桁架,用钢丝绳悬吊在拱肋上,对于深水区,采用船上拼装起吊后拼接的形式,使万能杆件桁架形成整体。调整悬吊钢丝绳长度,使桁架尽量水平。将系杆导轮架固定在桁架的指定位置,但导轮架的下缘应低于万能杆件桁架的下弦杆。将一根钢绞线做为牵引绳从一端穿入系杆导向轮,并在另一端与系杆连接,用卷扬机牵引钢绞线,将系杆沿导向轮穿入预留孔后,安装系杆支撑筒。如此循环穿入其他系杆。
系杆安装程序详见《五环路(西环段)东莞水道特大桥主桥系杆安装方案图》。
(2)系杆的张拉
本桥系杆采用柳州海威姆公司的HVMXG.T15-31型可换式钢绞线系杆。每根系杆由31-ф15.2的钢绞线组成,外涂环氧树脂,外包增强聚脂带和HDPE护层,内部填充油脂。本标单幅桥共有系杆单桥为共有单幅桥共有32根,在拱肋的中间和两侧对称布置。系杆安装到位后,安装系杆两端的支撑筒、锚板和钢绞线夹具。然后安装张拉系杆的特殊连接器,张拉系杆,系杆的张拉以墩顶的变位和水平系杆张拉应力控制为主。现场应加强对墩顶变位的测量控制。系杆张拉的设计要求后, 将螺母拧紧。回油,拆除千斤顶。系杆的张拉应两端同时对称进行。利用锚板上的压浆孔,向支撑筒内压注沙浆,安装放松装置,安
《五环路(西环段)东莞水道特大桥主桥系杆安装方案图》
装保护罩,向保护罩内压注防腐油脂。系杆的张拉顺序详见主桥加载顺序图。系杆的张拉工艺与引桥普通预应力张拉相同,在此不再赘述。
6、吊杆的安装
本桥的吊杆采用成品HVMLZ(K)7-91钢索挤包双护层大节距扭绞型拉索,由专业缆索厂制造。单幅桥共50根。钢管拱肋施工完成后,测量吊杆实际长度,在工厂下料并镦头。当横梁运送到指定位置后,将吊杆通过吊杆孔用钢绞线和千斤顶的形式将吊杆下并安装到横梁的预留孔内,然后,通过千斤顶将横梁和吊杆一起起吊到设计位置,拆除钢绞线和千斤顶。
7、横梁的施工
每座桥的横梁共47片,均为后张预应力砼空心梁,砼分两次浇注。横梁均在预制厂进行预制。预制完成后,运送到架设位置架设。
根据现场情况将预制场设置在南引桥的东南方向空地上。预制场内各设置安装50吨载重的龙门吊机两部,用之进行横梁的起吊、移动、装车工作。计划设置制梁台座4个。
横梁施工场地布置见《南引桥预制厂平面布置图》。横梁预制工艺叙述如下:
(1)地基处理
后张法预应力钢筋砼横梁梁在预制场预制,施工前对场地做硬化处理。首先对地面进行清理碾压,然后施作砼底座,作为横梁底模,底模要保证一定的平整度,用砂轮机磨光。
(2)模板
横梁模板采用大块的定型钢模板,需保证模板具有足够刚度,板间设拉筋,接缝处贴海绵止浆条,防止灌注砼时胀模及走浆。模板连结采用螺栓,吊车吊运拼装,施工时注意安全,减少磕碰,防止模板变形。
(3)横梁钢筋
横梁的钢筋采用集中加工方式,汽吊垂直运输后在模内安装。
根据设计的情况,尽量将钢筋骨架焊成网片形式,在钢筋加工场加工成半成品,在模内安装成型。安装钢筋时,在底模上划线定位,保证安装精度。
(4)浇筑砼
本工程全部采用商品砼,由砼输送车运至现场,汽吊吊运灌注。
现浇砼按斜向分层,依照先腹板再翼缘板顺序自一端向另一端施工,施工时注意分层对称灌注、振捣。横梁的砼分两次浇注,第一次施工到空心顶板处,当砼规范要求强度后,拆除内模板,在横梁空心腔顶部放置钢筋砼盖板,凿毛清理后,浇注上层砼。
(5)预应力施工
预应力张拉采用两端对称张,张拉力和伸长量双控,以伸长量为
准。
穿束:预应力筋在施工前计算其施工长度,下料后穿入波纹管,穿束时注意防止各股钢绞线绞扭在一起。
张拉前的准备工作:检查锚具、连接器及钢绞线的外观质量及相关试验报告;计算理论伸长值及各阶段张拉力;进行千斤顶和油泵、油表的配套标定,做出回归曲线指导张拉;检查同级砼试件强度是否达到设计要求。
张拉程序:0→初张拉(0.3δk)→1.05δk(持荷5分钟)→δk(锚固)→回油。
张拉后检查:检查滑丝、断丝数量,理论伸长值与实测伸长值偏差,整理数据资料等。
(6)孔道压浆
用砂轮机切断钢绞线后,用高压水检查孔道是否通畅,然后方可注浆。
孔道压浆应适当掺入膨胀剂,拌浆机的出浆口应设置滤网。拌浆后检查水泥浆的各项指标,符合要求后,使用活塞式千斤顶由孔道低端向高端压注水泥浆。另一端流出与进浆孔处相同稠度水泥时,关闭出浆口阀门,然后关闭进浆口阀门,完成该孔压浆。
(7)移梁堆放
预应力横梁压浆强度达到要求后,用50T龙门吊机移梁堆放,开始架梁。
(8)横梁的架设
横梁的架设参考吊杆安装方法。深水区的横梁由横梁由预制厂通过船运送到吊装位置,对于河岸附近浅水区部分的横梁则通过施工栈桥水平运输到起吊位置。横梁架设完成并调整到设计标高后,将吊杆的盖板焊好。横梁的架设顺序见主桥施工顺序图。
8、加劲纵梁和π形梁的施工
本桥的加劲纵梁和Л形梁为钢筋砼结构,在预制厂预制完成后,运送到边跨,由汽车吊吊装。拼装完成后,采用悬吊模板的形式浇注湿接缝砼。
加劲纵梁和Л形梁的预制工艺与横梁预制基本相同,只是没有预应力施工部分,在此不再赘述。